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EP0675441B1 - Redundante Schmelzsicherungsmatrixanordnung für integrierten Speicher sowie Verfahren zu ihrem Betrieb - Google Patents

Redundante Schmelzsicherungsmatrixanordnung für integrierten Speicher sowie Verfahren zu ihrem Betrieb Download PDF

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Publication number
EP0675441B1
EP0675441B1 EP95400607A EP95400607A EP0675441B1 EP 0675441 B1 EP0675441 B1 EP 0675441B1 EP 95400607 A EP95400607 A EP 95400607A EP 95400607 A EP95400607 A EP 95400607A EP 0675441 B1 EP0675441 B1 EP 0675441B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
column
memory
redundant
address
defective
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP95400607A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0675441A1 (de
Inventor
Olivier Rouy
Jean-Marie Gaultier
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
STMicroelectronics SA
Original Assignee
STMicroelectronics SA
SGS Thomson Microelectronics SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by STMicroelectronics SA, SGS Thomson Microelectronics SA filed Critical STMicroelectronics SA
Publication of EP0675441A1 publication Critical patent/EP0675441A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0675441B1 publication Critical patent/EP0675441B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11C—STATIC STORES
    • G11C29/00—Checking stores for correct operation ; Subsequent repair; Testing stores during standby or offline operation
    • G11C29/70—Masking faults in memories by using spares or by reconfiguring
    • G11C29/78—Masking faults in memories by using spares or by reconfiguring using programmable devices
    • G11C29/781—Masking faults in memories by using spares or by reconfiguring using programmable devices combined in a redundant decoder

Definitions

  • the invention relates to memories made in circuits non-volatile, erasable and electrically programmable and, more particularly in such memories, a matrix device of Redundancy fuses for "FLASH" type memories EEPROM ".
  • the memories are sold for a capacity given, for example 16 megabits for a "FLASH EEPROM”.
  • the memories are organized in matrices formed of rows and columns of memory cells.
  • Each memory cell is then selectable by a word line associated with each row and a line of bit associated with each column.
  • the replacement of a cell defective memory is achieved by replacing the entire row or column with this cell.
  • the memory element - row or column - in front to be replaced will depend on the type of fault detected.
  • These redundant elements are put into service following of tests carried out after the manufacture of each integrated circuit.
  • means of programmable reconfigurations are provided in the integrated circuit so that when the test reveals a element in default, the latter be replaced automatically by a chosen replacement element among the redundant elements and this replacement must be invisible and have no impact on performance from memory.
  • the means of reconfiguration contain circuits to detect if the current address present in the memory corresponds to that of a faulty item and, if so, they select a redundant element to replace the faulty item.
  • fuses a fuse defines binary information according to its state (intact or programmed): for each defective address at record, we use a battery of several fuses, in number equal to the number of bits used to define an address. For a p bit address, there are a battery of fuses. Intact or programmed state of the different fuses of a battery defines a p bit address. If there are N rows or columns of redundancy, i.e. if you want to be able to replace N faulty rows or columns with rows or replacement columns, N batteries are required.
  • Fuses can be physical fuses (open circuit elements which is transformed into short circuit when grilled, or vice versa); or then, more frequently now, fuses can be non-volatile memory items such as transistors that are programmed and can no longer be then deleted.
  • the virgin or intact state of the transistor corresponds to an original state of the "fuse"; the state of the transistor corresponds to a toasted state of the fuse.
  • each redundant element is associated with such a register as well as to a comparator which receives in enter the value contained in this register and the address current.
  • the registers When the test operations are finished, we program the registers to representative values addresses of defective items. So in operation, if the current address coincides with the value contained in one of the registers, the comparator associated delivers a signal allowing to select automatically the associated redundant element. At the same time, the selection of the defective item is inhibited.
  • This solution therefore requires providing a number of programmable registers equal to the number of elements redundant, each register being associated, by digit the address code, a programming circuit and a reading circuit, which occupies a place not negligible in the integrated circuit.
  • the invention aims to provide a device redundancy fuse matrix which allows reduce the space occupied by access circuits to redundant elements, and increase the reliability of all.
  • the programming circuit programs the column of memory cells in order to disable all cells in the memory column if the address of the memory to be read is the same as the address of the defective item.
  • Integrated memory incorporating a matrix device of redundancy fuses can conventionally include a network of rows and columns addressable cells using a row decoder and a column decoder.
  • the row decoder is used to designate a specific row when it receives a column address and order accordingly a multiplexer to designate a specific word of the line selected.
  • the multiplexer selects columns corresponding to this word and allows to connect these columns have studs or input-output terminals. These pads are used to transmit, read or write, a word of data stored in memory.
  • the integrated memory circuit further includes a set of redundancy circuits. To simplify, we considers that the only elements of redundancy are repair columns intended to replace defective columns. But there could also be repair rows to replace rows defective.
  • a redundant fuse matrix device comprises, in the case of a number (M + 1) of repair columns, (M + 1) columns or batteries of fuses ELF O to ELF M.
  • Each battery has as many pairs of fuses as there are digits A 0 to A n of the address code, i.e. (n + 1) couples CP 00 to CP 0n for the column ELF 0 and (n + 1) couples CP M0 to CP Mn for the ELF M column.
  • Each pair of fuses consists, by the pair CP 00 , of a first floating gate transistor C 00 whose gate receives the signal corresponding to the digit A 0 of the address code via a step-up amplifier AET O and a second floating gate transistor CI 00 whose gate receives, by means of an inverting circuit INV 0 , the same digit A 0 of the address code, that is to say that the CI gate OO receives the complement signal A 0 .
  • Each digit A 0 to A n of the address code is applied to the grids of the pairs of columns which are aligned in a row.
  • the sources of all the transistors are connected to a first supply circuit 12 while the drains of the transistors of a column are connected to a second supply circuit 11 via a programming circuit.
  • Each column is thus connected, on the one hand, to a programming circuit PR 0 to PR M and, on the other hand, to a read circuit L O to L M.
  • Each programming circuit is controlled by a programming signal P O to P M which indicates the information to be recorded in the torque transistors.
  • Each read circuit supplies an ELR O to ELR M signal which is applied to the column decoding circuit to select the repair column in place of the defective column.
  • a O 1
  • the potential U GR1 5 volts is applied to the gates of the transistors C OO to C MO so that the transistor which has been programmed C MO is blocked.
  • the potential U GR2 5 volts is applied via the inverter INV O to all the transistors CI OO to CI MO so that the transistor CI MO is blocked.

Landscapes

  • For Increasing The Reliability Of Semiconductor Memories (AREA)
  • Read Only Memory (AREA)
  • Design And Manufacture Of Integrated Circuits (AREA)

Claims (12)

  1. Vorrichtung mit Redundanzsicherungen für einen integrierten Speicherschaltkreis, wobei der Speicher in Reihen und Spalten von Speicherzellen aufgeteilt ist und mehrere redundante Elemente umfaßt, ein "Element" eine Reihe oder eine Spalte bezeichnet, die dazu dienen, Elemente zu ersetzen, die wenigstens eine defekte Zelle enthalten, die Vorrichtung mit redundanten Sicherungen versehen ist, um die Adressen defekter Elemente abzuspeichern und das redundante Element auszuwählen, das das defekte Element ersetzen soll, wenn die Adresse des letzteren bekannt ist,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    sie pro redundantem Element umfaßt:
    eine Spalte von Speicherzellen (ELF0, ELFM), die zu zweit paarweise gruppiert sind (CP00; CP0n), wobei jede Speicherzelle (C00; CI00) eines Paares (CP00) entweder direkt durch eine Ziffer des Adreßcodes (C00) oder durch deren Komplement (CI00) adressiert wird, wobei die Spalten der Speicherzellen in Matrixform mit Zeilen und Spalten unterteilt sind, bei denen die Zeilen durch die Adreßcodes adressiert werden, die an dem integrierten Speicherschaltkreis anliegen,
    einen Programmierschaltkreis (PR0 bis PRM) pro Spalte der Vorrichtung, um der Spalte anzuzeigen, daß die Spalte des Speichers, die diesem Adreßcode entspricht, ein defektes Element enthält, wobei der Programmierschaltkreis die Zellenspalte des Speichers (ELF0, ELFM) programmiert, um alle die Zellen der Speicherspalte (ELF0, ELFM) zu deaktivieren, wenn die Adresse des Speichers zum Lesen die gleiche wie die Adresse des defekten Elementes ist, und
    einen Leseschaltkreis (L0 bis LM) pro Spalte der Vorrichtung, um die Anwesenheit oder Abwesenheit eines Stroms in der Spalte zu erfassen, wobei der Leseschaltkreis ein Signal zur Auswahl des redundanten Elementes ausgibt, das mit der Spalte zusammenhängt, wenn kein Strom in der Spalte erfaßt wird.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Speicherzelle aufgebaut ist aus einem Feldeffekttransistor mit floatendem Gate, dessen Drain mit der Spalte verbunden ist, dessen Gate mit Eingangsanschlüssen verbunden ist, um die Adreßcodes zu empfangen, und dessen Source mit einem Versorgungsschaltkreis (12) verbunden ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie außerdem einen ersten Versorgungsschaltkreis (12) umfaßt, der mit der Source jedes der Feldeffekttransistoren mit floatendem Gate des Paares jeder Speicherzelle verbunden ist.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie außerdem einen zweiten Versorgungsschaltkreis (11) umfaßt, der mit dem Drain jedes der Feldeffekttransistoren mit floatendem Gate über den Programmierschaltkreis (PR0 bis PRM) jeder Spalte aus Speicherzellen verbunden ist.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie außerdem einen Inverterschaltkreis (INV0 bis INVn) umfaßt, deren Ausgangsanschluß mit dem Gate des einen Feldeffekttransistors mit floatendem Gate der Speicherzelle verbunden ist, und deren Eingangsanschluß mit der Ziffer verbunden ist, die dem Adreßcode entspricht.
  6. Verfahren zum Ersetzen eines defekten Elementes eines integrierten Speicherschaltkreises durch ein redundantes Element, wobei das defekte Element und das redundante Element ein Element einer Reihe einer Spalte von Speicherzellen umfaßt, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt:
    Erfassen einer defekten Zelle in einer der Zeilen und Spalten der Speicherzellen;
    Programmieren mit Hilfe der Vorrichtung mit redundanten Sicherungen nach Anspruch 1 einer redundanten Spalte aus Speicherzellen (LEF0, ELFM) mit einem Adreßcode eines defekten Elements;
    Empfangen einer Adresse eines zu lesenden Speicherelementes,
    Deaktivieren aller Zellen des Speichers der redundanten Spalte, wobei die Adresse des zu lesenden Speichers die gleiche ist, wie die Adresse des defekten Elements,
    Erfassen, daß kein Strom in der redundanten Spalte existiert, und
    Erzeugen eines Auswahlsignals zum Ersetzen des defekten Elementes durch das redundante Element, wenn kein Strom in dem redundanten Element erfaßt wird.
  7. Verfahren zum Ersetzen eines defekten Elements nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß es außerdem den Schritt des Beibehaltens des inaktiven Zustandes umfaßt, wenn die Adresse des zu lesenden Speichers nicht die gleiche wie die Adresse des defekten Elementes ist.
  8. Verfahren zum Ersetzen eines defekten Elementes nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß es außerdem den Schritt umfaßt, der darin besteht, die redundante Spalte mit jeweiligen Kontakten des Speichers zu verbinden, wenn das redundante Element das defekte Element ersetzen soll.
  9. Verfahren zum Ersetzen eines defekten Elementes nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt der Programmierung einer redundanten Spalte von Speicherzellen mit einer Adresse außerdem den Schritt umfaßt, der darin besteht, für jede Reihe der redundanten Spalte einen ersten Feldeffekttransistor leitend zu machen und einen zweiten Feldeffekttransistor zu sperren, die beide ein Paar von Feldeffekttransistoren bilden.
  10. Verfahren zum Ersetzen eines defekten Elementes nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Deaktivierens aller Zellen des Speichers der redundanten Spalte außerdem für jede Reihe der redundanten Spalte den Schritt des Sperrens eines ersten Feldeffekttransistors und des Sperrens eines zweiten Feldeffekttransistors umfaßt, die ein Paar von Feldeffekttransistoren bilden.
  11. Verfahren zum Ersetzen eines defekten Elementes nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß es außerdem den Schritt der Nichtprogrammierung einer redundanten Spalte mit Speicherzellen mit einem Adreßcode eines defekten Elementes umfaßt, wenn kein defektes Element in dem integrierten Speicherschaltkreis existiert.
  12. Verfahren zum Ersetzen eines defekten Elementes nach Anspruch 11, das außerdem den Schritt des Nichtdeaktivierens aller Speicherzellen der redundanten Spalte umfaßt, wenn kein defektes Element in dem integrierten Speicherschaltkreis existiert.
EP95400607A 1994-03-31 1995-03-20 Redundante Schmelzsicherungsmatrixanordnung für integrierten Speicher sowie Verfahren zu ihrem Betrieb Expired - Lifetime EP0675441B1 (de)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9403845A FR2718274B1 (fr) 1994-03-31 1994-03-31 Dispositif matriciel de fusibles de redondance pour mémoire intégrée.
FR9403845 1994-03-31

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EP0675441A1 EP0675441A1 (de) 1995-10-04
EP0675441B1 true EP0675441B1 (de) 1999-06-02

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DE (1) DE69509965T2 (de)
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EP0675441A1 (de) 1995-10-04
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DE69509965T2 (de) 1999-10-07
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